超长混凝土结构后浇带技术应用缺陷

王运怀

摘    要：后浇带施工技术有着经济适用、控制原理清晰等优点，近年来，在钢筋混 凝土结构中得到广泛应用。在超长混凝土结构设计中，设计人员为了建筑外观效果、经济节约等原因，大量采用后浇带技术控制结构伸缩应力，前期效果较好，后期仍会出现大量问题。

关键词：后浇带;超长混凝土结构;应力集中

1  前言

后浇带是建筑工程钢筋混凝土结构中一种新兴施工技术，其有着经济实效、控制原理清晰等优点，近年来，在钢筋混凝土结构中得到越来越广泛的应用。后浇带是建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于自身收缩不均或沉降不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在基础底板、墙、梁相应位置留设的临时施工缝，主要分为沉降后浇带、膨胀后浇带。其设计原理就是前期将大部分的约束应力释放，后期用膨胀混凝土填缝以抗衡残余应力。因钢筋混凝土结构受温度变化影响易产生热胀冷缩，会在结构薄弱处产生裂缝，通常设计人员会在结构长度超过一定范围时进行抗裂设计，传统上多采用设置建筑伸缩缝。伸缩缝宽度为20mm～30mm，结合抗震缝设置要求，一般设置宽度会达到120mm～220mm，缝两侧设计双柱、双梁，缝中间则采用建筑处理，与后浇带技术比起来，既不经济，又不美观。随着建筑施工技术的发展，目前上述伸缩缝大量被后浇带取代，尤其是在长度接接近规范设置伸缩缝的限值的混凝土结构中大量采用，既节约造价，建筑立面又美观（立面没有缝），但是，后浇带设置在钢筋混凝土屋面上有很大缺陷。

根据笔者多年施工现场经验，大尺度地下室顶板、超长屋面设置后浇带，在后浇带浇筑后期，结构板常易出现大量裂缝，不仅如此，超长建筑顶层纵墙接近山墙处填充墙也会出现大量裂缝，以上裂缝后期处理起来非常困难。案例一，一个近3万平方米的车库地下室，顶板覆土1.2米，地下室周边外墙为钢筋混凝土结构，内为框架结构，柱网尺寸为8000×8000mm，结构高度4200mm。因地下室有防水要求，凡涉及沉降、伸缩变形的均设置后浇带进行处理。整个地下室结构完成，拆除模板后前2个月，未见结构异常，2个月后部分现浇板出现平行于后浇带的裂缝，数量较少。后浇带浇筑后，结构板出现较多平行于后浇带的裂缝，板角处也出现45度的斜裂缝，且裂缝均为穿透性裂缝。案例二，占地面积3000平方米，长度50米，宽20米的五层厂房，屋面结构模板拆除后，未见异常。按设计规定时限屋面结构完成2个月后将后浇带浇筑后，屋面现浇板出现大量平行于后浇带的裂缝，板角与柱相接处出现45度裂缝。厂房屋面、装修完成后，纵墙与两端山墙相接处填充墙出现大量45度斜裂缝，且呈对称状。究其原因，主要有以下几种：一、板角斜裂缝产生，主要由于现浇板较薄，一般设计为120mm厚，板角周边为厚度较大的梁、柱，刚度突变产生裂缝;二、后浇带浇筑后，钢筋混凝土结构热胀冷缩，结构变形无法释放，变形量累积超过结构约束力，在薄弱处形成裂缝，如屋面现浇板平行于后浇带的裂缝、纵墙接近山墙处填充墙斜裂缝都是此类。

为了抵抗结构热胀冷缩变形，设计应优先采用分缝设计，即设计建筑变形缝。为了消除热胀冷缩变形影响，采用后浇带取代建筑变形缝设计做法不可取。后浇带其实质上是一种临时施工缝技术，在混凝土强度达到设计强度前，確可有效消除混凝土温度、收缩变形应力，但后浇带浇筑后，超长结构的温度应力仍然会随时产生，减少甚至消失的是混凝土收缩变形应力，这种温度应力得不到释放，累积后会产生很强效果，结构越长，累积应力越大，屋面结构室内、外温差越大，温度应力越大，最后会在现浇结构薄弱处开裂。根据《混凝土结构设计规范（GB50010-2010（2015版）》钢筋混凝土结构伸缩缝设置的最大间距：（1）现浇框架结构，室内或土中55m，露天35m;（2）现浇剪力墙结构，室内或土中45m，露天30m。室内或土中环境与露天环境对比，其可设伸缩缝最大间距差距达15～20m。屋面施工过程中，如屋面未及时进行保温处理，或未设计保温层，或保温效果不好，那么工况就近似露天环境，但是，一般设计都将这种环境等同于其他楼层处理，即室内环境。由此可见，40～50m混凝土结构设置后浇带而产生大量的裂缝就不足为奇了。非荷载因素被低估，而目前钢筋混凝土结构温度应力研究未有较大进展，设计人员控制温度应力一般也进行构造设计，未有量化分析。

鉴于超长钢筋混凝土结构设置后浇的缺点，笔者认为应从以下几个方面进行规避。对于可设建筑伸缩缝的钢筋混凝土结构，优先选用设置伸缩缝。考虑是否设计伸缩缝时，应综合考虑地区气温、天气干燥程度等因素，合理确定设置伸缩缝的建筑长度。对于不便于设置伸缩缝的钢筋混凝土结构，可从以下几个方面进行控制：（1）设置屋面后浇带的钢筋混凝土结构应进行屋面、外墙保温设计，防止结构因内外温差过大，产生温度应力集中，进而造成屋面钢筋混凝土结构、建筑填充墙开裂破坏;（2）屋面结构设计应考虑温度应力影响，进行相关构造设计，尤其是易产生应力集中的部位;（3）屋面后浇带混凝土浇筑时间不应早于设计规定的时间;（4）屋面后浇带混凝土浇筑时间尽量选择避开温度高、温差大的季节;（5）屋面后浇带一旦完成，应及时完成屋面保温层施工，应坚决杜绝后浇带浇筑后长时间放着暴晒。（6）超长结构填充墙施工过程中，应严格按设计、规范要求设置构造柱、圈梁等二次结构，不应为了降低造价擅自减少构造柱等二次构件。对于大尺度的地下室结构，因防水需要，只能设置后浇带，其后浇带的处理除同上述屋面结构外，施工过程中，应加强管理，杜绝在地下室顶板结构上大量集中堆放建筑材料，更应禁止混凝土输送车等重载车在上行走。

2  结束语

超长钢筋混凝土结构设计应优先选择建筑变形缝设计，必须采用后浇带施工技术取代建筑变形缝的，应本着全面考虑荷载因素及温度、天气干燥等非荷载因素，本着“抗、放”结合的设计、施工原理进行有效控制。

参考文献：

[1] 徐有邻，顾祥林.混凝土结构工程裂缝的判断与处理（第二版），中国建筑工业出版社出版.

[2] 王铁梦.工程结构裂缝控制[M].中国建筑工业出版社出版.